モジュールパッケージにおけるファイバー相互接続用の Co-Packaged Optics (CPO) ソリューション

AI 技術によって計算能力の需要が急増する中、大手メーカーは急速に高まる市場ニーズを満たすために新しい高速光モジュール製品を開発しています。サイズ、コスト、消費電力などの要素を考慮すると、リニア ドライブ プラガブル オプティクス (LPO) とコパッケージ オプティクス (CPO) という 2 つのコンセプトが注目を集めています。

内部ジャンパー型CPO

CPO スイッチでは、電気的な相互接続を最小限に抑えることが重要です。光エンジン (送信機と受信機を含む) からスイッチ シャーシの前面パネルまでのファイバー ルーティングは避けられません。

光エンジン (OE) は ASIC の周囲に配置されているため、各 OE からフロント パネルまでの距離が異なり、スイッチ内の内部ファイバー ルーティングが複雑になります。

CPOモジュールは、マルチチャネルの高密度パッケージングのため、高精度のファイバーアレイ（FA）、MT、または MPOコネクタただし、この仕様では、ひび割れ、マッチング不良、長期的なパフォーマンス低下などの問題が発生するリスクが高まります。

高密度パッチコードの長さが不均一であることは製造業者にとって課題となり、特に長いパッチコードの場合、設置中にファイバーが損傷するリスクが高まります。

CPO プロセスを使用して製造される多くの CPO モジュールでは、内部ファイバー ルーティングとプラグ可能な接続に FA タイプのパッチ コードが使用されています。ただし、一部のメーカーは、柔軟なバックプレーン材料を使用した代替アプローチを検討しています。

この方法では、純粋な裸ファイバーを柔軟なバックプレーン基板上に配線するため、内部ファイバーのレイアウトがよりクリーンで整理されたものになります。

裸ファイバーを直接接続すると、コネクタの挿入損失が低減し、端面の損傷、ほこり、不完全なマッチングに関連する問題を回避できます。

コネクタメーカーの SENKO は、中間ボードまたはボードに取り付けられた光相互接続ソリューションを採用することで、これらの課題に対処します。

OE との結合には FA パッチ コードの 1 本を使用し、パッチ コードのもう一方の端は、カスタマイズされたファイバー アダプタ (フランジ) を使用して、プラグ アンド プレイ方式でフロント パネルに接続します。

このアプローチにより、追加のファイバー端面接続が導入されますが、保守性、修理性、およびコスト削減が大幅に向上します。

光バックプレーンアプローチ

現在、Co-Packaged Optics (CPO) 技術を使用した高速光モジュールの製造では、内部ファイバー ルーティングとプラグ接続に FA タイプのパッチ コードを使用する方法が主流となっています。さらに、一部のメーカーは、フレキシブル バックプレーン材料を基板として使用し、ルーティング用にその上に純粋な裸ファイバーを設置しています。エンドツーエンドのポート接続を採用するこのアプローチにより、明らかに、よりクリーンで整理された内部モジュール レイアウトが実現します。さらに、裸ファイバーを使用した直接接続により、コネクタの挿入損失が低減し、端面の損傷、ほこり、不完全なマッチングに関連する問題を回避できます。

ファイバーフレキシブルバックプレーンアプローチの利点により、FiberMall は、ジャンパープラグの置き換えとケーブルの乱雑さの軽減を目的として、この技術を早期に採用し、大規模データセンターに実装してきました。ただし、この技術では、長期的な安定性と外部環境干渉に対する耐性に対処する必要があります。さらに、異なるメーカー間でのポート間インターフェイスとテスト指標の標準化も課題となっています。

まとめ

CPO 技術は、データ センターの相互接続パフォーマンスを向上させる大きな可能性を秘めていますが、ファイバー ルーティングの複雑さも招きます。SENKO の中間ボードまたはボード マウント型光相互接続方式や、ベア ファイバーを使用した柔軟なバックプレーン材料の使用などの業界ソリューションは、損失の削減と配線の簡素化にメリットをもたらします。ただし、広く採用されるには、長期的な安定性と標準化に関する課題を克服する必要があります。